Pérdidas totales en tanques de techo flotante

Las pérdidas totales en tanques de techo flotante son la suma de pérdidas en el sello, accesorios de la cubierta, en las paredes (por impregnación de éstas cuando baja el techo flotante) y en las juntas de la cubierta. Las ecuaciones presentadas en esta sección sólo son aplicables para tanques de techo flotante. No se deben emplear estas ecuaciones en los siguientes casos:

1. Para estimar pérdidas para líquidos inestables o líquidos en ebullición, o mezclas de hidrocarburos o productos petroquímicos con presión de vapor desconocida o que no se pueda predecir.

2. Para estimar pérdidas para tanques de techo interno cerrado o externo cerrado tipo domo (tanques venteados sólo mediante venteo de presión/vapor) o

3. Para estimar pérdidas en los que los materiales usados en el sello y/o accesorios e la cubierta están deteriorados o significativamente impregnados del líquido almacenado. Las pérdidas totales en tanques de techo flotante se pueden expresar:

LT = LR + LWD + LF + LD Ecuación 3.38

Donde:

LT = pérdidas totales, lb/año

LR = pérdidas en el sello de la corona, lb/año

LWD = pérdidas en las paredes, lb/año

LF = pérdidas en accesorios de cubierta, lb/año

LD = pérdidas en las juntas de la cubierta (sólo para tanques de techo flotante interno),

lb/año

Pérdidas en el sello, LR

Las pérdidas en la corona en tanques de techo flotante pueden ser estimados por la siguiente ecuación:

LR = (KRa + KRb·Vn)·D·P*·MV·KC Ecuación 3.39

Donde:

LR = pérdidas en el sello, lb/año

KRa = factor de pérdida en el sello con velocidad de viento cero, lb-mol/ft·año

KRb = factor de LR dependiente de velocidad del viento, lb-mol/(mph)n·ft·año

V = velocidad media del viento en la zona, mph

n = exponente dependiente del tipo de sello y de la velocidad del viento

P* = función de la presión de vapor, adimensional

(

)

{

VA A _0,5

}

2 VA A

P /P

P*=

1+ 1- P /P⎡_⎣

⎤_⎦

Ecuación 3.40

PVA = presión de vapor del líquido a la temperatura media diaria, psia

PA = presión atmosférica

MV = peso molecular medio del vapor, lb/lb-mol

KC = factor del producto, KC = 0,4 para crudo; KC = 1 para los demás líquidos orgánicos

1. Si la velocidad del viento en el emplazamiento del tanque no está disponible, se pueden usar datos de la estación meteorológica más cercana. Si el tanque es de techo flotante interno o flotante externo tipo domo, el valor de v es cero.

2. La función de presión de vapor, P* puede ser calculado numéricamente o mediante

gráficas.

Pérdidas en las paredes, LWD

Las pérdidas en las paredes se deben a la evaporación del líquido almacenado que impregna la pared interior del tanque cuando el techo flotante baja. En el caso de techo flotante interno, también se incluyen las pérdidas debidas a la impregnación de las columnas que soportan el techo fijo (en caso que éste sea soportado por columnas).

Se estiman mediante la ecuación:

L C C WD

(0,943)·Q·C·W

N ·F

L =

· 1+

D

D

⎛

⎞

⎜

⎟

⎝

⎠

Ecuación 3.41 Donde:

LWD = pérdidas en la pared, lb/año

Q = volumen anual trasegado, bbl/año

C = factor de adherencia de la carcasa, bbl/1.000 ft2

WL = densidad media del líquido orgánico, lb/gal

D = diámetro del tanque, ft

0,943 = constante, 1.000 ft3_·gal/bbl2

NC = número de columnas que soportan el techo fijo, adimensional

FC = diámetro de columna efectivo, ft

Notas:

1. Los valores de WL están tabulados. Si no se conoce para gasolinas, se puede tomar un

valor medio de 6,1 lb/gal.

2. Para tanques de techo flotante interno con un techo fijo autosoportado o para tanques de

techo flotante externo, NC = 0. Para un tanque de techo flotante interno con techo fijo soprtado por columnas, NC está tabulado.

3. Usar diámetro efectivo de columna o FC = 1,1 para columnas tipo “built-up” de 7 a 9

pulgadas; 0,7 para columnas “pipe” de 8 pulgadas; y 0,1 si no se conocen detalles de construcción de la columna.

Pérdidas en accesorios de la cubierta, LF

Las pérdidas en accesorios de la cubierta en tanques de techo flotante pueden estimarse mediante la ecuación:

LF = FF·P*·MV·KC Ecuación 3.42

Donde:

LF = pérdidas en accesorios de la cubierta, lb/año

FF = factor de pérdidas totales en accesorios de la cubierta, lb-mol/año

El factor de pérdidas se calcula mediante la ecuación:

FF = (NF1·KF1)+(NF2·KF2)+...+(NFnf·KFnf) Ecuación 3.43

Donde:

NFi = número de accesorios de un determinado tipo (i = 0,1,2,...,nf), adimensional

KFi = factor de pérdida para cada tipo de accesorio, lb-mol/año (ver ecuación 3.X (la

siguiente))

P*, MV, KC fueron definidos en la ecuación 3.39 y 3.40.

El valor de FF debe calcularse pues usando los datos de cada tanque de número de

cada tipo de accesorio (NF) y luego multiplicándolo por el factor de pérdida de cada tipo de

accesorio (KF).

El factor de pérdidas de los distintos tipos de accesorios (KFi), puede estimarse por

ecuaciones del tipo:

KFi = KFai + KFbi·(KV·v)mi Ecuación 3.44

Donde:

KFi = factor de pérdida para el tipo de accesorio i, lb-mol/año

KFai = factor de pérdida para el tipo de accesorio i con velocidad del viento cero, lb-mol/año

KFbi = factor de pérdida para el tipo de accesorio i dependiente de la velocidad del viento, lb-

mol/(mph)m_·año

mi = factor para cada tipo de accesorio, adimensional

KV = factor de corrección de la velocidad del viento, adimensional

Para tanques de techo flotante externo, el factor por corrección de la velocidad del viento, KV, es igual a 0,7. Para tanques de techo flotante interno, el valor de v en la ecuación 3.44

es cero, quedando la ecuación como sigue:

KFi = KFai Ecuación 3.45

Los factores de pérdidas KFa, KFb y m se encuentran tabulados para los accesorios más

comunes usados en las cubiertas de tanques de techo flotante. Estos factores sólo son aplicables a condiciones típicas de los accesorios de las cubiertas y cuando la velocidad media del viento es inferior a 15 mph.

Pérdidas en juntas de la cubierta, LD

Estas pérdidas no se presentan en tanques de techo flotante interno soldados ni en ningún tipo de tanques de techo de flotante externo. Sólo pueden presentar este tipo de pérdidas los tanques de techo flotante externo de construcción atornillada. Pueden estimarse por la ecuación:

LD = KD·SD·D2·P*·MV·KC Ecuación 3.46

Donde:

KD = factor de pérdidas en juntas de la cubierta por unidad de longitud de la junta,

lb-mol/ft·año. KD = 0 para cubiertas soldadas; 0,14 para cubiertas atornilladas

SD = factor de longitud de la junta, ft/ft2 = Ljunta/Acubierta

Lseam = longitud total de las juntas de la cubierta, ft

Acubierta = área de la cubierta, ft2, = π·D2/4

Si no se conocen los valores de la longitud de las juntas, pueden emplearse valores

tabulados de SD. Para una cubierta construida en láminas continuas de metal con un espacio

entre las juntas de 7 ft puede emplearse un valor de SD de 0,14ft/ft2. Cuando se trata de una

cubierta construida con rectangulares de 5 x 7,5 ft, se recomienda un valor de 0,33 ft/ft2_{. Cuando}

no se dispone de datos de dimensiones de los paneles o láminas de la cubierta del tanque, puede emplearse un valor de 0,20 ft/ft2 _{(valor más usual).}

3.2.2 WATER9

WATER9 (Wastewater And Treatment Emissions Routines) es un software bajo Windows que emplea expresiones analíticas para la estimación de emisiones de componentes en colección de aguas residuales, almacenamiento y tratamiento. Incluye una base de datos de muchos compuestos orgánicos y procedimientos para la obtención de informes en los que se indican emisiones al aire y eficacia del tratamiento.

WATER9 supone una significativa mejora de las características obtenidas en sus antecesores WATER8, CHEM9 y CHEMDAT8. WATER9 contiene un grupo de unidades de modelos que pueden ser usados juntos en un proyecto para proporcionar un modelo para toda la instalación.

WATER9 puede evaluar a una instalación completa que contiene múltiples corrientes de aguas residuales, múltiples sistemas de colección y configuraciones complejas de tratamiento. Proporciona emisiones separadas para cada componente individual que es identificado como un constituyente de las aguas residuales. La estimación de emisiones se basan en las propiedades de los compuestos y sus concentraciones en las aguas residuales. Para obtener esta estimación de emisiones, el usuario debe identificar los compuestos de interés y proporcionar sus concentraciones en las aguas residuales. La identificación de compuestos puede realizarse seleccionándola en la base de datos que acompaña al programa o introduciendo nuevos datos de propiedades de un compuesto no incluido en la base de datos. WATER9 tiene la capacidad de estimar propiedades de compuestos no incluidos en la base de datos. Las estimaciones del total de emisiones al aire de las aguas residuales se obtienen sumando las estimaciones para los compuestos individuales.

WATER9 es usado para estimar emisiones de las plantas de tratamiento de efluentes líquidos (PTEL) de sitios específicos (incluyendo la predicción de biodegradación y absorción de orgánicos de los lodos) para elementos comunes de las PTEL, incluyendo los siguientes: drenajes, sumideros, drenajes abiertos, lagunas cubiertas, canales, alcantarillas, estaciones de bombas, clarificadores, filtros, balsas de aireación, lagunas, unidades de fangos activos y separadores de aguas residuales.

Además, WATER9 proporciona modelos para evaluación de vertederos y tratamiento de suelos. Los componentes de los sistemas de colección de los modelos son normalmente basados en modelos teóricos y correlaciones de datos obtenidos por ENVIROMEGA (1993) y la Universidad de Texas at Austin. La base de datos y ecuaciones implementadas en WATER9 irán siendo actualizadas cuando otras investigaciones estén disponibles.

La base de datos que contiene WATER9 de propiedades de componentes ha sido actualizada con una extensa lista de propiedades de compuestos de la base de datos de Design Institute for Physical Properties (DIPPR). También está incluida la base de datos Syracuse Research Corporation´s SMILECAS. Esto permite que el programa WATER9 tenga información de más de 100.000 compuestos. WATER9 puede ajustar las propiedades de los compuestos en una unidad base, incluyendo los efectos de temperatura, efectos multicomponentes y pH.

Las principales características de WATER9 son las siguientes:

1. Expresiones analíticas para la estimación de emisiones al aire de compuestos de los sistemas de colección y tratamiento de aguas residuales.

2. Permite hacer un interface que se corresponde con los diagramas de flujo de los procesos.

3. Contiene una amplia base de datos, con la mayoría de los compuestos orgánicos más comunes y sus propiedades.

4. También da la posibilidad de estimar las propiedades de aquellos compuestos que no están incluidas en la base de datos.

5. Tiene una extensa lista de opciones para expresar e imprimir los resultados.

6. Dispone de la posibilidad de realizar recirculaciones en el proceso (agua, fangos, etc.)

7. Calcula las emisiones globales de un equipo.

In document 3. CUANTIFICACIÓN DE EMISIONES (página 42-48)